სამყაროს გაფართოების სიჩქარესთან დაკავშირებული მუდმივი, მტკივნეული პრობლემა შეიძლება სულაც არ საჭიროებდეს იმ ყველაფრის თავდაყირა დაყენებას, რაც ფიზიკის შესახებ ვიცით.
ჯეიმს ვების კოსმოსური ტელესკოპით ჩატარებული ახალი გაზომვები მიუთითებს, რომ ადგილობრივი სამყარო ჩვენ წამში დაახლოებით 70 კილომეტრის სიჩქარით გვშორდება ყოველ მეგაპარსეკზე.
თუ მართლაც ასეა, ეს მაჩვენებელი უზარმაზარია. ამან შეიძლება საბოლოოდ გადაჭრას ის შეუსაბამობა გაზომვებსა და სამყაროს აჩქარებულ გაფართოებას შორის, რომელიც უკვე საუკუნეა, მეცნიერებისთვის ნამდვილი თავსატეხია — ჰაბლის დაძაბულობა, რომელსა ზოგჯერ კოსმოლოგიის უდიდეს კრიზისსაც უწოდებენ.
ამ პრობლემის საბოლოოდ გადასაჭრელად ჯერ კიდევ ბევრი კვლევაა ჩასატარებელი, მაგრამ ახალი გაზომვები, რომლებიც სამი სხვადასხვა სახის ვარსკვლავზე ჩატარდა, შეიძლება წინგადადგმული მნიშვნელოვანი ნაბიჯი იყოს.
„ჯეიმს ვების ახალ მონაცემებზე დაყრდნობითა და სამი ერთმანეთისგან დამოუკიდებელი მეთოდის გამოყენებით, ჰაბლის დაძაბულობის დიდ მტკიცებულებას ვერ მივაგენით. პირიქით, როგორც ჩანს, სამყაროს ევოლუციის ახსნის ჩვენი სტანდარტული მეთოდი მართებულია“, — ამბობს ჩიკაგოს უნივერსიტეტის ასტრონომი ვენდი ფრიდმენი.
სამყარო აჩქარებული მაჩვენებლით ფართოვდება, რასაც ჰაბლის მუდმივას უწოდებენ. ამ მუდმივას გამოსათვლელად, სხვადასხვა სახის დაკვირვების გამოყენება შეგვიძლია, რომელთაგან ყველა თავის საკუთარ ზომებს იძლევა.
ადრეული სამყაროს დაკვირვებადი საგნები, მათ შორის კოსმოსური მიკროტალღური ფონი, რომელიც წარმოადგენს სამყაროში გაჩენილი პირველი სინათლის ნარჩენ მიკროტალღურ რადიაციას — და ბარიონული აკუსტიკური რხევები, რომლებიც არის შორეულ გალაქტიკათა გავრცელების მახასიათებლები და ისინი შესაბამისობაშია იმ ტალღებთან, რომლებიც ერთ დროს ადრეულ სამყაროში ვრცელდებოდა.
ამ ორ სიგნალს სტანდარტულ მმართველს უწოდებენ, რადგან ვიცით, რამხელებია ისინი და მანძილის პირდაპირ, ზუსტად გაზომვის საშუალებას გვაძლევენ; ამავე დროს, ისინი მიუთითებენ, რომ სამყარო აჩქარებული მაჩვენებლით ფართოვდება, ყოველ მეგაპარსეკზე დაახლოებით 67,4 კილომეტრი წამში მაჩვენებლით.
სიგნალებს ახლომდებარე სამყაროდან სტანდარტულ სანთლებს უწოდებენ. ეს გახლავთ საკუთარი სიკაშკაშის ჩვენთვის ცნობილი მაჩვენებლის მქონე ობიექტები, მაგალითად, ცეფეიდი ცვალებადი ვარსკვლავები და Ia ტიპის სუპერნოვები. ვინაიდან ვიცით მათი სიკაშკაშის მაჩვენებელი, შეგვიძლია, ზუსტად გამოვთვალოთ მანძილი ჩვენიდან მათამდე. და ეს მიუთითებს, რომ ჰაბლის მუდმივა არის 74 კმ/წმ ყოველ მეგაპარსეკზე.
ორივე ტიპის გაზომვას აქვს ცდომილების მონაკვეთები, რომლებიც ერთმანეთს ემთხვევა და შესაბამისად, ეს შეუსაბამობა სულაც არ არის ჩვენთვის ცნობილი კოსმოლოგიის დასასრული. თუმცა, ნამდვილად კარგი იქნებოდა უფრო ზუსტი რიცხვი გაფართოების თითოეული მაჩვენებლისთვის. ანდაც, თუკი გაფართოების მრავალი მაჩვენებელი არსებობს, იმის განმარტება, თუ რატომ ფართოვდება სამყაროს სხვადასხვა ნაწილი სხვადასხვანაირად.
ფრიდმანი ჰაბლის მუდმივის გაზომვაზე რამდენიმე წლის განმავლობაში მუშაობდა სხვადასხვა მეთოდით, ტრადიციული სტანდარტული სანთლების გამოყენებით. კერძოდ, ფოკუსირებული იყო წითელ გიგანტ ვარსკვლავთა შტოს წვერზე არსებულ ვარსკვლავებზე, იგივე TRGB ვარსკვლავებზე.
ეს ვარსკვლავები ერთგვაროვან ზომასა და სიკაშკაშეს აღწევენ, რის გამოც, ახლომდებარე გალაქტიკებამდე მანძილის გაზომვის ზუსტი ხელსაწყოები არიან. სხვადასხვა ინსტრუმენტების გამოყენებით, მათ შორის ჰაბლისა და გაიას ტელესკოპებით ჩატარებული დაკვირვებებით, ფრიდმანმა და მისმა კოლეგებმა TRGB ვარსკვლავთა რამდენიმე გაზომვა ჩაატარეს, რომელთა შედეგადაც მიიღეს ჰაბლის მუდმივას მაჩვენებელი 69-70 კმ/წმ მეგაპარსეკზე.
შემდეგ საქმეში ჩართეს ჯეიმს ვები — კაცობრიობის ისტორიაში ყველაზე მძლავრი კოსმოსური ტელესკოპი. ფრიდმანმა და მისმა კოლეგებმა ამ ტელესკოპით TRGB ვარსკვლავები და ნახშირბადით მდიდარი გიგანტური ვარსკვლავები გაზომეს, რომლებიც მათი თქმით, სიკაშკაშის სტაბილურობიდან გამომდინარე, სტანდარტულ სანთელთა ახალი ტიპია.
ამ ყველა ვარსკვლავამდე მანძილის გაზომვით, მკვლევრებმა დიდი ოდენობით მონაცემი მიიღეს, რომელთა გამოყენებაც მათ სისტემურ ხარვეზთა გამოსასწორებლად შეეძლოთ, რათა მიეღწიათ ჰაბლის მუდმივას დამოუკიდებლად გაზომვისთვის.
TRGB ვარსკვლავთა შემთხვევაში, მკვლევრებმა მეგაპარსეკზე 69,85 კმ/წმ მაჩვენებელი მიიღეს. ნახშირბადის ვარსკვლავებზე 67,96 კმ/წმ. ოდნავ მეტი იყო ცეფეიდ ვარსკვლავთა შემთხვევაში — 72,05, მაგრამ სამივე შემთხვევაში ცდომილების მონაკვეთები ერთმანეთს ფარავდა.
„სამი სრულიად სხვადასხვაგვარი ვარსკვლავისგან კარგი თანხვედრის მიღება ჩვენთვის ძლიერი მანიშნებელია იმისა, რომ სწორ გზაზე ვდგავართ“, — ამბობს ფრიდმანი.
თუმცა, პრობლემა მაინც რჩება. მიუხედავად იმისა, რომ გაზომვები ჯდება როგორც სტანდარტულ მმართველთა, ისე სტანდარტულ სანთელთა ცდომილების მონაკვეთებში, მეცნიერები საკმაოდ დიდი ხნის განმავლობაში იღებდნენ სხვადასხვა მაჩვენებლებს და ამ საკითხის ასე მოულოდნელად გადაჭრა უცნაური იქნებოდა. უფრო მეტიც, წლის დასაწყისში, ჯეიმს ვებით ჩატარებულმა ცეფეიდი ცვალებადებისა და Ia ტიპის სუპერნოვების გაზომვამ დაადასტურა, რომ ჰაბლის მუდმივა შეადგენს 73 კილომეტრს წამში მეგაპარსეკზე.
შესაბამისად, საჭიროა გაცილებით მეტი გაზომვა და ხელახლა გაზომვა, რათა საბოლოოდ დავრწმუნდეთ. მიუხედავად ამისა, ახალი რიცხვები მიუთითებს, რომ სხვაობები სხვადასხვა დაკვირვებას შორის მაინც შეიძლება რეალურად წარმოადგენდეს ცვალებადობას, ყოველგვარი ახალი დიდი თეორიების საჭიროების გარეშე.
და მაინც, ვინ იცის… ამ პასუხის ძებნაში იქნებ ფიზიკის ახალ კანონებსაც გადავაწყდეთ.
კვლევა The Astrophysical Journal-ში გამოქვეყნდება, იქამდე კი ხელმისაწვდომია სერვერზე arXiv.
მომზადებულია news.uchicago.edu-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
